Verbundvorhaben: INZELL - Netzstützung und Systemdienstleistungserbringung durch eine Industriezelle mit Inselnetzfähigkeit und Erneuerbaren Energien; Teilvorhaben: Hochdynamische Stabilitätsbetrachtungen der transienten Vorgänge im Inselnetzbetrieb
Zeitraum
2020-06-01 – 2023-12-31
Bewilligte Summe
206.879,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4011E
Leistungsplansystematik
Systemdienstleistungen [EB1810]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Viele Industriebetriebe verfügen schon heute über Eigenerzeugungsanlagen. Im Hinblick auf die Versorgungssicherheit des Betriebs liegt eine Nutzung dieser Anlagen als Ersatzstromversorgung bei Störungen im Verbundnetz nahe. Im vorliegenden Forschungsvorhaben soll daher anhand eines bestehenden Industrienetzes untersucht werden, wie mit den vorhandenen Erzeugungsanlagen und einem Batteriespeicher ein stabiler Betrieb der Inselnetzzelle ermöglicht werden kann. Die TUC untersucht in diesem Teilvorhaben die Regelkonzepte der einzelnen Umrichter mit Schwerpunkt auf Stabilitätsbetrachtungen im transienten Zeitbereich, die Möglichkeiten der Bereitstellung von Momentanreserve im umrichterdominierten Inselnetz sowie mögliche auftretende Leistungspendelungen. Zunächst werden das bestehende Industrienetz inkl. der Erzeuger und Lasten analysiert sowie simulativ nachgebildet. Schwerpunkt ist die detaillierte Modellierung der Umrichter mit der entsprechenden Regelung von Batteriespeicher, Windkraft- und Photovoltaikanlagen, sowie der Verbraucher. In der Simulation wird getestet, ob die bestehenden Regelkonzepte in der Lage sind, das Netz als stabile Inselnetzzelle zu betreiben. Mögliche Änderungen und Erweiterungen der Regelung werden simuliert, sowie das Konzept durch eine Virtuelle Synchronmaschine ergänzt. Der Fokus liegt auf der transienten Stabilität, also dem Zeitbereich von wenigen Millisekunden und der Bereitstellung von Momentanreserve. Aus den Simulationsergebnissen werden Vorgaben für die Konzeptionierung eines übergeordneten Netzmanagers erarbeitet. Interessant ist insbesondere das Verhalten bei Fehlern wie Spannungseinbrüchen im Sekundenbereich. Zusätzlich wird untersucht, wie mithilfe der Erzeuger und des Batteriespeichers nach einem Netzausfall das Industrienetz wieder aufgebaut werden kann. Bei Netzfehlern muss eine Entscheidung getroffen werden, ob der Übergang in die Insel unterbrechungsfrei stattfindet oder über einen Schwarzstart erfolgt.